浅谈汽车外饰零部件材料的选择与应用

王 静

北京威卡威汽车零部件股份有限公司

浅谈汽车外饰零部件材料的选择与应用

王 静

北京威卡威汽车零部件股份有限公司

科学技术的发展，以及新材料的开发，给设计师们广阔的想象空间，汽车装饰形式也呈多样化发展。现代汽车外饰中中应用材料需要满足文化的要求，和社会发展的需求，使其呈现多元化发展的状态。材料的合理选择就变得尤为重要。合理的选择外饰材料不仅有助于增强汽车的安全性能，提高汽车的使用性能，同时可以降低成本，进一步满足客户需求。本文主要就汽车外饰件材料的类型选择、加工工艺、应用及发展趋势等进行分析与论述。

汽车工业；零部件；材料应用

近年来，随着经济带动汽车行业的发展，家用汽车、专用汽车、工程汽车等的应用逐年呈现上升趋势。汽车的外观造型、安全性能、使用性能、轻量化、性价比等指标被广泛关注。

1 保险杠材料

1.1 保险杠材料现状

塑料由于质轻、耐腐蚀、设计自由度大等特点在汽车制造中得到广泛应用。目前汽车工业发达的德国、美国、日本等国的汽车塑料用量已达到10%～15%，有的甚至达到20%以上。按照使用数量从大到小排列，德国是PVC、PU、PP，美国是PU、PP、PE，日本是PVC、PP、PU。我国汽车塑料的应用还比较落后，单车平均用量基本与发达国家上世纪90年代水平相当，约为100～130kg/辆。我国汽车用塑料的品种按用量排列依次为PP、PVC、PU、不饱和树脂、ABS、PF、PE、PA、PC和复合材料，其中主要以PP(聚丙烯Polypropylene)为主，约占所用塑料总质量的28%，其中80%以上用于保险杠生产。这不仅因为PP成本低，更由于轻量化、可循环再用等独特优势，使PP成为汽车保险杠材料的主流。

1.2 保险杠材料的特点

保险杠材料选择的原则由于保险杠是重要的外观零件，一般采用喷涂处理，长期受到风吹、日晒、雨淋。在碰撞时，首当其冲，工况恶劣，所以其材料有以下要求：

1)良好的抗冲击性能。碰撞时有良好的弹性，为乘客提供保护。

2)良好的耐候性。防止在高温暴晒下变形、老化等。

3)良好的油漆附着能力。保证油漆不脱落、变色。

4)良好的流动性。满足注塑加工工艺的要求。

5)良好的加工性能。便于注塑模具设计。

6)价格相对低廉。保险杠材料用量大，可以有效降低使用成本。

1.3 保险杠常用材料的性能

根据以上材料的选择原则，PP类材料无疑成为性价比最优的选择，聚丙烯PP是由丙烯聚合而成的非极性结晶型塑料。2010年，我国汽车PP消费量超过50万吨，聚丙烯的形式主要有无规、间规、等规和立体嵌段四种。大多数工业聚丙烯为等规物，其分子链上所有的甲基皆位于分子链一侧，一般聚丙烯的等规度为90%～95%，具有高度的结晶性，属于结晶型塑料。PP材料无毒、无味，密度小，电绝缘性能良好，力学性能好，有良好的延伸性和抗弯曲疲劳性能，对酸碱的耐受效果好，但纯PP材料的耐低温冲击性能较差，不耐磨，易老化，所以不直接用来制造汽车保险杠。实际汽车保险杠制作中，多采用聚丙烯复合材料，即以PP为主材，并加入一定比例的橡胶或弹性体材料、无机填料、色母粒、助剂等经过混炼加工而成。

2 汽车车灯材料的选择

2.1 灯材料选择原则

灯材料有以下要求：

1)良好的耐冲击性能：能够承受行驶中跳起碎石的冲击；

2)良好的透光性：起到照明的作用；

3)良好的耐候性：防止在风吹、日晒、雨淋等恶劣环境下变形、老化等；

4)良好的稳定性：在长期的灯光炙烤下不能变形；

5)良好的流动性：满足注塑加工工艺的要求；

6)良好的加工性能：便于注塑模具设计。

2.2 常用灯材料的性能

1)车灯玻璃。模具工作过程为预热—高温压制—冷却—取出玻璃成品—再预热。玻璃料滴温度为1000～1200℃。大多采用组合模具，要求互换性高、压力大。灯片配光花纹部分处于模具的底部，工作状况复杂。工作时模具垂直和水平截面各部位的温度和应力分布各不相同，同一部位在各瞬态的温度和应力也不相同，因此模具的失效形式不但包括裂纹、磨损、断裂，还有成形、表观、内部质量、形状和尺寸等方面。根据使用特点，模具材料既要求有良好的综合机械性能，又能保证在使用时物理性能稳定、均匀一致，参考国外的材料性能和使用具体情况，由于在使用过程中模具与产品接触的工作表面不允许有缺陷，气孔≤0.05mm，毛坯的加工和机械加工过程复杂，加工费用高，因此对毛坯的缺陷及废品率提出了严格的要求，工作表面要求不进行镀层处理，要求材料有较高的抗氧化能力和抛光性能。为便于机加工和使用过程中再修复，车灯玻璃模具材料确定为预硬型耐热耐腐蚀模具钢。

2)灯具材料。生产灯具材料的厂家很多，种类也很多，主要有台湾奇美PC系列耐候性PC材料、CM系列亚克力板、三菱VH系列PMMA材料、拜耳生产的Al系列PC材料、锦湖日丽生产的散光系列PC材料、普利特生产的PC系列材料。

3 其他材料的运用

在未来开发节能、环保的新车，快速改型换代，小批量投产方面，它将发挥重要作用。据统计，上世纪90年代欧洲、美国每辆汽车上应用的环玻璃钢复合材料达到60～80kg，其基料基本是环氧树脂，而目前我国国内每辆汽车上应用的玻璃钢复合材料平均还不到10kg。汽车零部件正向着模块化设计方向发展。零部件模块化可以大大减少零部件组装量，有利于增强汽车轮廓的流线性。而玻璃钢复合材料无疑为汽车轻量化和模块化提供了前提条件，并逐步向结构复杂且大型部件方向拓展，促使汽车零部件开发和生产成本的进一步降低。

综上所述，各种车辆的外饰应用不仅可以修饰车身，彰显汽车的个性，并且对提高汽车行驶稳定性、安全性能都有很大作用。文章选用了几项关键内容进行了阐述，希望能够对汽车外饰零部件材料的发展有所帮助。

[1] 李光瀛. 汽车构件与零部件新材料及其热处理新技术的发展与应用[J]. 金属热处理,2010,12：1-13.

[2] 刘道春. 汽车零部件的粉末材料技术及其发展[J]. 柴油机设计与制造,2011,01：6-12.